دانلود تحقیق انواع اتصالات لوله کشی

این تحقیق در مورد انواع اتصالات پایپینگ در 60 صفحه در قالب ورد و قابل ویرایش می باشد.

تعریف:

اتصالات بخشی از لوله کشی است که برای تغییر جهت حرکت، شاخه گذاری و یا اتصال بخش ها در سیستم لوله کشی استفاده می شوند، انواع گوناگونی دارند و در سایز های مختلف و وزن های گوناگون (Schedule) مانند لوله ها ساخته می شوند اتصالات معمولا به سه دسته تقسیم می شوند. ته جوش داده (Butt–Weld)،پیچی جوش داده (Socket–Weld)، پیچ خورده است. فقط متداولترین نوع را در این مقاله مقایسه می کنیم.

مواد سازنده:

مانند لوله ها اتصالات نیز از مواد گوناگونی ساخته می شوند و معمولا منطبق با جنس لوله هایی که بدان ها اتصال می یابند ساخته می شوند. بعضی از جنس Cast Iron و برخی Malleable Iron و برخی Forged Steel و بقیه حتی از صفحه های لوله شدۀ استیل ساخته می شوند. بیشترین استفاده در این میان مربوط به کربن استیل به همراه Stainless Steel, Chromes، آهن، برنج،مس، سرب، آلومینیوم، شیشه، لاستیک و انواع گوناگون پلاستیک و مواد فلزی پلاستیک دار می باشد.

انواع اتصالات:

بطور عادی اتصالات به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: On–Line,In–Line و خاتمه اتصالات In-Line عبارتنداز:

(Reducers,Couplings,Tees Elbows ELL) اتصالات On–Line عبارتند از: دامنه وسیعی از O–Letها که اساسا برای ایجاد انشعاب کاربرد دارند. خاتمه ها، عبارتند از اشکال مختلف کلاهک ها و درها که برای بستن انتهای لوله بکار می روند. همچنین مواردی را بررسی خواهیم کرد که بعنوان جایگزین هایی برای این سه نوع مطرح می گردند.

اتصالات Butt-weld (ته جوش داده):

(Elbows(ELLS:

Elbow اتصالی است که برای تغییر جهت بکار می رود. 5 نوع اساسی آن موجود است دور بلند 450 دور بلند نوع سوم نیز 900 دور کوتاه می باشد. نوع چهارم دور بلند کاهشی و نهایتا نوع پنجم دور بلند 1800خم بازگشتی است.

( Butt–Weld) به طور پایه در اندازه های 900 یا 450 ساخته می شود. با این حال برای سفارش خاص و با هزینۀ مضاعف سایزهای بزرگتر با شعاع های گردشی متفاوت ساخته می شوند.این اتصالات (900یا 450 یا 1800) می توانند برای کاربردهای زاویه ای خاص در سیستم تغییر یافته و اصلاح شوند. Elbow می تواند مانند لوله با شعله و یا ماشین در زاویه ای خاص برش بخورند. سر دیگر با ماشین صاف میشود و به زاویه ای مناسب برای جوشکاری می رسد. این عمل آسیبی به اتصالات نمی رساند.

اتصالات دور بلند و دور کوتاه می بایست به خوبی فهمیده شوند. دور بلند یعنی ابعاد مرکز تا پایان 1.5 (یک و نیم) برابر سایز اسمی لوله است. (مثال)

دور کوتاه یعنی ابعاد مرکز تا پایان برای دور کوتاه 4 اینچی،4 اینچ است. ELL دور بلند استاندارد اصلی است. همۀ Elbowها در سیستم، دور بلند900 در نظر گرفتهمی شود. مگر آن که چیز دیگری نوشته شده باشد. این یعنی طراح باید استثنائات از این قانون را مشخص نماید. اگر 450 باشد طراح باید ذکر کند "450ELL" و در کنار سمبل آن در صفحه طراحی بنویسد. اگر دور کوتاه 900 به کار رود باید در کنار آن بنویسد. S.R همچنین اگر Elbow به زاویه فرد تراشیده شده باشد می بایست در کنار آن ذکر شود. طراح می بایست دور بلند استفاده کند مگر آنکه شرایط چیز دیگری به او تحمیل نماید.

دور کوتاه 900 فقط می بایست زمانی استفاده شود که فضای کم، اجازه استفاده از نوع بلند را ندهد. 450 به طور عادی زمانی به کار می رود که بخاطر اهدافی احتیاج به جایگزینی آن پیش می آید. 1800 بیشتر زمانی بکار می رود که سازنده قصد ساخت Coilبرای سرد کردن یا گرم کردن به عنوان بخشی از تجهیزات را دارد. خم های برگشتی به طور عادی استفاده نمی شوند،مگر زمانی که احتیاج به ساختن ساختاری پیچیده پیش می آید. هدف از کاربرد دور بلند 900 کاهشی، انجام وظایف Elbow و Reducer (که بعدها بحث خواهیم کرد) می باشد. این ELL به شکلی ساخته می شود که یک سر آن در یک سایز و سر دیگر آن یک تا دو سایز کوچکتر باشد. استفاده از این نوع ارزانتر نیست بلکه صرفا جای کمتری اشغال می کند. ابعاد دور بلند برای دور بلند 900 کاهشی، بر پایه سایز سر بزرگتر تعیین می شود. چون نام گذاری دور بلند و دور کوتاه برای 900 ELL بر پایه سایز اسمی لوله است، طراح به سرعت یاد می گیرد که ابعاد مرکز تا پایان چگونه است. ابعاد مرکز تا پایان برای 450 ELL به طور عادی فقط در نمودار یافت می شود. با این حال راه میانبری برای دانستن ابعاد وجود دارد. می بینید که این ابعاد همچنین بر پایه سایز اسمی لوله هستند. این راه میانبر برای همه 450 ELLها از 4 اینچ تا 24 اینچ کاربرد دارد. شما می توانید این کار را در ذهن انجام دهید. به سادگی سایز لوله را سه بار در 0.5 ضرب کنید. جواب های بار اول و سوم را با هم جمع کنید. عدد بدست آمده ابعاد 450 ELL است. (مثال)

Tees :‌

هدف اساسی از بکار بردن Tee ایجاد انشعاب از لوله است. انشعاب ممکن است هم سایز شاخه های اصلی و یا چند سایز کوچکتر باشد. بخاطر مسایل اقتصادی استفاده از Tee به طور عادی محدود به انواع، سایز به سایز یا مستقیم (هر سه اتصال هم سایز هستند) یا نوع کاهشی (زمانی که انشعاب یک سایز کوچکتر از شاخه اصلی است) می باشد. روش ایجاد انشعاب با سایزهای کوچکتر دیگر، بعدها بحث خواهد شد. ابعاد Tee به سادگی ابعاد ELL نیست. برایTee می بایست به نمودارها رجوع شود. ابعاد موجود در نمودارها استاندار شده بین همه تولیدکنندگان است. برای نوع مستقیم (Straight Tee) ابعاد مرکز تا پایان برای هر دو سر و برای خروجی انشعاب یکسان می باشد. برای نوع کاهشی مرکز تا پایان انشعاب خروجی متفاوت با شاخه اصلی است.

Reducers :

اتصالی است که برای تغییر سایز خط لوله (به سایز بزرگتر یا کوچکتر) استفاده می شود و دو نوع دارد: هم مرکز، که خط مرکزی ورودی و خروجی یکسان است. نوع دیگر، مختلف المرکز که در آنها خط مرکزی ورودی و خروجی یکسان نیست. در نوع مختلف المرکز یک سمت آنها یکدست و مسطح است. بسته به نوع نصب دو نوع بالا مسطح (TF) و پایین مسطح (BF) دارد. همچنین نیاز به داشتن (X) کنار مسطح (غرب، شرق، جنوب، شمال) نیز وجود دارد. مشخص نیست که کدام حالت بیشتر کاربرد دارد.

نوع هم مرکز معمولا در مواردی کاربرد دارد که شاخه اصلی عمودی است نوع دیگر در مواردی که شاخه اصلی افقی است مانند خطوط لوله و مکش پمپ کاربرد می یابد. ابعاد این نوع اتصال می بایست از نمودار ها برسی شود اما معمولا میان سازندگان برای سایز مشخص استاندارد شده است. طول Reducer برای محدوده ای از سایز ها یکسان است (مثلا ابعاد یک سر،تاسر دیگر برای10X4 ، 10X6،10X8 همگی 7 می باشد.) همانطور که می بینید طول آن در مقایسه با قطر خیلی کوچک است.  

Caps :

Weld cap اتصالی است که برای بستن انتهای لوله به کار می رود. انتهای بسته Cap نیم بیضی است و ابعاد آنرا باید از منابع جستجو کرد. این اتصالات را در بیشتر موارد می بایست در زیر ساختار لوله کشی به نام Boot جستجو کرد. Boot لوله کوتاهی منتهی به Cap است که به زیر خط لوله بخار الصاق شده و وظیفه اش جمع اوری میعانات است.

جایگزین ها: در اینجا چند جایگزین برای راه های عادی عنوان شده در بالا مطرح خواهیم نمود. 

Mitres :

از Elbow بعنوان راهی برای تغییر جهت صحبت کردیم. بدون استفاده از آنها هم این امر امکان پذیر است می توان این کار را به کمک Miter ELL انجام داد در اینجا دیگر اتصالات به کار نمی روند.Miter معمولا در موارد سایز بزرگ و فشار پایین کاربرد می یابد. طریقه ساخت Miter بدین صورت است که تغییر مسیر بوسیله قطعات لوله بریده شدهبا زاویه ای مخصوص (بسته به تعداد قطعات و تعداد جوش های لازم) انجام می شود. این روش هنگامی که زوایای فرد مورد نیاز باشند واقعا موثر است. دو تا از قطعات، لولۀ ورودی و لوله خروجی است. ممکن است قطعات میانی لازم نباشند و یا بر عکس چندین عدد لازم باشد؛ این وابسته به زاویه چرخش است. یک 450 با گردش ساده با دو قطعه و یک جوش در نظر گرفته می شود. تغییرات دیگر در جهت با سه قطعه و دو جوش انجام می شود. و به هین منوال ادامه می یابد. تعداد جوش ها همیشه یکی کمتر از قطعات است.

بسته به سایز و Schedule لوله، Miter میتواند ارزانتر از خریدن اتصالات باشد در مورد لوله های با قطر کوچک Miter گرانتر می شود و افت فشار بیشتری نسبت به اتصالات کوچک ایجاد خواهد کرد. همچنینMiter برای دماهای بالاتر توصیه نمی شود چون نسبت به تنش بیش از حد حساس است.

Stub–in :

درباره انوع مستقیم و کاهشی Tee به عنوان راهی برای ایجاد انشعاب صحبت کردیم برای فشار پایین راه دیگری هم وجود دارد این روش فقط با استفاده از لوله است و برای موارد فشار و دمای پایین و زمانی است که انشعاب کاهشی است. ASMEB 31.3 (و دیگر کدهای B.31 لوله گذاری) دو روش پایه ای انشعاب لوله به لوله را تشخیص می دهند.

یک روش آن است که شاخۀ اصلی دارای برش سوراخ مانند به قطر خارجی لوله انشعاب است. این محل سپس پخ می خورد تا کاملا جوشکاری انجام شود. لوله انشعاب برش زینی می خورد تا با قطر داخلی لوله های شاخه اصلیهماهنگ شود سپس به هم چفت شده و جوشکاری می شوند.

روش دوم روشی است که در آن قطر سوراخ روی بدنه شاخه اصلی به اندازه قطر داخلی لوله انشعاب است. این سوراخ پخ نمی خورد. انتهای لوله انشعاب برش زینی می خورد تا به لوله اصلی چفت شود و نهایتا به طور کامل جوشکاری می شود. در روش اول انشعاب به داخل شاخه اصلی رانده می شود و در روش دوم انشعاب روی بدنه شاخه اصلی نصب می شود. به هر دو بطور متداول Stub–In اتلاق می شود.

هر دو روش فوق را همچنین می توان تقویت نمود. نوع تقویت شده برای حالت با تنش بالاتر است. تقویت در واقع صفحه ای حلقوی است که از قطعه ای هم جنس لولۀ شاخه اصلی تهیه می شود. در مرکز آن سوراخی به اندازه شعاع و سایز شاخهانشعاب می باشد.

اگر از صفحه بریده شود، بعدها به شکل خاصی در می آید که دور لوله شاخه اصلی چفت می شود. عرض حلقه معمولا نصف قطر لوله انشعاب است. حلقه طوری در نظر گرفته شده است که جای موادی که در اثر سوراخ روی لوله شاخه اصلی خارج شده اند را بگیرد. سوراخ با قطر کوچکی (1/4 NPT) به طور عادی روی حلقه ایجاد می شود تا به عنوان منفذ عمل کند و بهنگام جوشکاری امکان Hydrotesting را برای نقاط جوش ایجاد نماید. سپس حلقه به انشعابو سپس به شاخه اصلی جوش داده می شود. سوراخ کوچک نیز در انتهای کار با یک Plug چفت می شود.